Ökonomische Konsequenzen einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland

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1 Ökonomische Konsequenzen einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland Prof. Dr. Frithjof Staiß Dipl.-Volksw. Andreas Püttner Dipl.-Wirt.-Ing. Maike Schmidt Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Jahrestagung 2010 des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien "Forschen für das Zeitalter der erneuerbaren Energien" Umweltforum, Berlin Oktober 2010 FVEE JT 1 10.PRZ

2 Manchen scheint es leicht zu fallen, ohne Risikoprüfung über Geld zu reden, das andere bezahlen müssen... Bad Bank 10.PRZ Bad Bank 10.PRZ

3 Manchen scheint es leicht zu fallen, ohne Risikoprüfung über Geld zu reden, das andere bezahlen müssen... Bad Bank 10.PRZ Bad Bank 10.PRZ

4 Manchen scheint es leicht zu fallen, ohne Risikoprüfung über Geld zu reden, das andere bezahlen müssen... Wir tun das nicht! Bad Bank 10.PRZ Bad Bank 10.PRZ

5 VEE Szenario Deckblatt 1 10.PRZ

6 Energiebedarf [Mrd. kwh/a] Mengengerüst einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland Kraftstoffe Strom Wärme 7% -16% Anteil Erneuerbare Energien 25% -28% 51% Reduktion der Energienachfrage -36% 80% -41% 100% Flugtreibstoff Dieselersatz Benzinersatz Wasserstoff/Methan EE-Stromimport Photovoltaik Wind Wasser Geothermie Strom Biomasse Strom Biomasse Wärme Geothermie Wärme Solare Wärme Wesentliche Merkmale Deutliche Senkung des Wärmebedarfs von Gebäuden (energetische Sanierung, "Null-Emission"-Neubauten). Ausbau von Kraft-Wärme-Kopplung und Wärmenetzen. Einsatz von therm. Speichern zum Heizen und Kühlen. Ausbau der Stromerzeugung aus Wind und Sonne und des Imports von EE-Strom. Kopplung von Stromerzeugung und Erdgasnetz durch Erzeugung von regenerativem Methan/Wasserstoff. Einstieg in die regenerative Elektromobilität mit Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen. Einsatz von flüssigen Biokraftstoffen vorrangig im Schwerlast- und Luftverkehr. FVEE Szenario Mengengerüst 1 10.PRZ

7 Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom 28. September 2010 Zielsetzungen für das Jahr FVEE Bundesregierung Bundesregierung FVEE Bundesregierung FVEE Bundesregierung FVEE Reduktion der Treibhausgasemissionen gegenüber % % % % 100% Reduktion des Primärenergieverbrauchs gegenüber 2008 (Prognos/EWI/GWS-Studie*) -20% -15% % % % -51% --- Reduktion des Endenergiebedarfs (Prognos/EWI/GWS-Studie*) Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch (Prognos/EWI/GWS-Studie*) % 18% 21% -16% % 25% 30% 33% -28% % 51% 45% 46% -36% % 80% 60% 56% * Prognos AG, EWI - Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln, GWS - Gesellschaft für Wirtschaftliche Strukturforschung mbh: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, 27. August 2010, Szenario II B (Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke um 12 Jahre) -41% 100% FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ

8 Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 mit dem Szenario II B von Prognos/EWI/GWS Endenergie [Mrd. kwh] Endenergie gesamt Erneuerbare Energien Endenergie Prognos/EWI/GWS FVEE 80% 51% 46% 56% 33% 100% FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ

9 Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 mit dem Szenario II B von Prognos/EWI/GWS Endenergie [Mrd. kwh] Endenergie gesamt Erneuerbare Energien Endenergie Prognos/EWI/GWS FVEE 80% 51% 46% 56% 33% 100% Gase 15,5% Mineralöl 20,1% Braunkohle 0,6% Primärenergie Importsaldo Strom 5,2% Prognos/EWI/GWS Steinkohle 6,4% FVEE Kreis 1 Erneuerbare Energien 50,6% Erneuerbare Energien 100,0% Im Gutachten von Prognos/EWI/GWS kommt der (absolute) Ausbau Erneuerbarer Energien ab 2040 zum Erliegen (mittlere Wachstumsrate 0,5%), wird 2050 noch die Hälfte des Primärenergieverbrauchs aus fossilen Quellen gedeckt. Kreis 1 FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ

10 Die beiden Seiten der Wirtschaftlichkeit Entwicklung der Kosten Erneuerbarer Energien Entwicklung der Kosten konventioneller Energien Quelle: FhG-IWES Lernkurven EE 1 10.PRZ

11 Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien - Lernkurven Quelle: FhG-IWES Lernkurven EE 1 10.PRZ

12 Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien - Lernkurven EEG-Vergütung ab EEG-Vergütung 2010 Wind an Land Quelle: FhG-IWES Lernkurven EE 1 10.PRZ

13 FVEE - Jahrestagung 2010: "Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien - Jahre FVEE" Beispiel Windenergie (Entwicklung der installierten Leistung ) USA Europa China Japan Indien < MW < MW < MW < MW < MW < MW < MW < 100 MW Kapazität 1990 Kapazität 1995 Kapazität 2000 Kapazität 2008 Australien Quellen: nach GWEC; Windpower Monthly, Earth Policy Ins Weltmarkt Windenergie 1 10.ppt

14 FVEE - Jahrestagung 2010: "Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien - Jahre FVEE" Beispiel Windenergie (Entwicklung der installierten Leistung ) Heute werden weltweit ca. 1,6% des Strombedarfs USA Europa aus Windenergie gedeckt. China Der Windmarkt wächst seit 10 Jahren mit durchschnittlich 30 % pro Japan Jahr und damit 15 Mal so schnell wie der gesamte Stromverbrauch. Indien 2009 waren MW Windleistung installiert, 2014 werden es bereits MW sein. Bereits < MW für das Jahr 2020 ist absehbar, dass weltweit < MW 10% des gesamten Strombedarfes aus Wind gedeckt werden können. < MW < MW < MW < MW < MW < 100 MW Kapazität 1990 Kapazität 1995 Kapazität 2000 Kapazität 2008 Australien Quellen: nach GWEC; Windpower Monthly, Earth Policy Ins Weltmarkt Windenergie 1 10.ppt

15 Differenzkostenentwicklung des 100%-Szenarios - Beispiel Strom- und Wärmeerzeugung - Differenzkosten [Mrd. ] Mrd. Vorleistungen volkswirtschaftliche Gewinne -950 Mrd. Basisannahmen für fossile Energien im Der Ölpreis steigt bis 2050 auf 210 US$ 2005 je barrel. Die Kosten für CO 2 -Emissionen steigen auf 70 je Tonne. Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt von etwa 6 ct/kwh auf 15 ct/kwh (entsprechend 2,3%/a). Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kwh auf 22 ct/kwh (entsprechend 2,0%/a). Der Kostenschnittpunkt des Mixes Erneuerbarer Energien wird um das Jahr 2025 erreicht. Den Vorleistungen stehen langfristig erheblich höhere volkswirtschaftliche Gewinne gegenüber Summe Strom Wärme FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ

16 Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios Differenzkosten [Mrd. ] Basisannahmen für fossile Energien Der Ölpreis steigt bis 2050 auf 210 US$ 2005 je barrel. Die Kosten für CO 2 -Emissionen steigen auf 70 je Tonne. Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt von etwa 6 ct/kwh auf 15 ct/kwh (entsprechend 2,3%/a). Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kwh auf 22 ct/kwh (entsprechend 2,0%/a). Kostengrenze: sehr niedrige Preise für fossile Energien Der Ölpreis steigt bis 2050 auf 130 US$ 2005 je barrel. Die Kosten für CO 2 -Emissionen steigen auf 28 je Tonne. Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt von etwa 6 ct/kwh auf 7,3 ct/kwh (entsprechend 0,5%/a). Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kwh auf 12 ct/kwh (entsprechend 0,5%/a) Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario bei sehr niedrigen Preisansätzen für fossile Energien verschiebt sich der Kostenschnittpunkt des Mixes der Erneuerbaren Energien um mehr als 10 Jahre und die Vorleistungen (positive Differenzkosten) verdoppeln sich in etwa. Das Maximum wird aber auch hier sehr wahrscheinlich vor 2020 erreicht. FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ

17 40 20 Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios absolut und im Vergleich zu den Gesamtausgaben für Energie 200 Gesamtausgaben für Energie* 2005: 212 Mrd. Differenzkosten [Mrd. ] Differenzkosten [Mrd. ] Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario *einschließlich Kraftstoffe FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ

18 Zum Kostenrisiko eines "50%-Primärenergie-Szenarios"* für 2050 Gase 15,5% Primärenergieverbrauch 2050 Importsaldo Strom 5,2% Basisannahmen für fossile Energien Ölpreis 2008: 94 US$ je barrel 2050:130 US$ 2008 je barrel Mineralöl 20,1% Braunkohle 0,6% Steinkohle 6,4% Kreis 1 Erneuerbare Energien 50,6% Erdgas, Grenzübergangspreis 2008: 2,7 ct/kwh 2050: 3,2 ct 2008 /kwh Kraftwerkssteinkohle: 2008: 112 /t 2050: /t Unter den gesetzten Preisannahmen belaufen sich im Jahr 2050 die Importkosten für Mineralöl, Erdgas und Steinkohle auf rund 57 Mrd. Euro (d.h. ohne Kosten für CO 2 -Zertifikate). Quelle: nach Prognos AG, EWI, GWS: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, 08/2010, Szenario II B *Der korrespondierende Wert für den Anteil am Endenergieverbrauch liegt bei ca. 56% FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ

19 Zum Kostenrisiko eines "50%-Primärenergie-Szenarios"* für 2050 Gase 15,5% Primärenergieverbrauch 2050 Importsaldo Strom 5,2% Basisannahmen für fossile Energien Ölpreis 2008: 94 US$ je barrel 2050:130 US$ 2008 je barrel Mineralöl 20,1% Braunkohle 0,6% Steinkohle 6,4% Kreis 1 Erneuerbare Energien 50,6% Erdgas, Grenzübergangspreis 2008: 2,7 ct/kwh 2050: 3,2 ct 2008 /kwh Kraftwerkssteinkohle: 2008: 112 /t 2050: /t Unter den gesetzten Preisannahmen belaufen sich im Jahr 2050 die Importkosten für Mineralöl, Erdgas und Steinkohle auf rund 57 Mrd. Euro (d.h. ohne Kosten für CO 2 -Zertifikate). Auch hier besteht eine hohe Preissensitivität, die dann aber deutlich über das Jahr 2050 hinaus reicht und aufgrund der hohen Volatilität der Preise sehr viel schwieriger vorhersehbar ist als die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien. Quelle: nach Prognos AG, EWI, GWS: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, 08/2010, Szenario II B *Der korrespondierende Wert für den Anteil am Endenergieverbrauch liegt bei ca. 56% FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ

20 Fazit zu einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland Eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien ist nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich darstellbar. Im FVEE-Szenario sind bereits bis 2050 die volkswirtschaftlichen Gewinne (Differenzkosten) 5-mal so groß wie die Vorleistungen. Das Kostenrisiko ist begrenzt. Zwar verschiebt sich bei sehr niedrigen Energiepreisen die Differenzkostenkurve auf der Zeitachse, der Maximalwert verändert sich jedoch nicht wesentlich und liegt auch dann unterhalb von 10% der gesamten Energieausgaben. Im Vergleich zur hohen Volatilität der Ölpreise ist die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien gut vorhersehbar. FVEE JT 2 10.PRZ

21 Fazit zu einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland Eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien ist nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich darstellbar. Im FVEE-Szenario sind bereits bis 2050 die volkswirtschaftlichen Gewinne (Differenzkosten) 5-mal so groß wie die Vorleistungen. Das Kostenrisiko ist begrenzt. Zwar verschiebt sich bei sehr niedrigen Energiepreisen die Differenzkostenkurve auf der Zeitachse, der Maximalwert verändert sich jedoch nicht wesentlich und liegt auch dann unterhalb von 10% der gesamten Energieausgaben. Im Vergleich zur hohen Volatilität der Ölpreise ist die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien gut vorhersehbar. Die Märkte für Erneuerbare Energien entwickeln sich weltweit sehr stark. Bereits heute fließt mit etwa 130 Mrd. etwa die Hälfte der Investitionen in Kraftwerke in die Erneuerbaren. Eine hohe Ausbaudynamik in Verbindung mit verstärkter Forschung sichert die internationale Technologieführerschaft, insbesondere wenn "Intelligente Netze", "Speichertechnologien" usw. sowie ganz neue Anwendungsfelder wie die "Elektromobilität" erfolgreich entwickelt werden. Dadurch können die bereits bestehenden Arbeitsplätze nicht nur gesichert, sondern bis 2030 durchaus verdoppelt werden. FVEE JT 2 10.PRZ